Детальная информация

В работе предлагается модификация метода электрофоретического рассеяния света для повышения точности определения электрофоретической подвижности и дзета-потенциала частиц в коллоидных системах. Суть модификации состоит в создании оригинальной схемы экспериментальной установки, работающей в гетеродинном режиме за счет применения многомодового волокна на входе регистрирующей части, увеличения соотношения сигнал/шум системы, а также доступного для исследований диапазона размеров, электропроводности и концентрации частиц в растворе и режима полного внутреннего отражения. Приводится теория для обработки сигнала рассеяния полидисперсных коллоидных растворов наночастиц и расчета электрофоретической подвижности и дзета-потенциала коллоидных систем, а также физико-математическая модель рассеяния света сферической наночастицей в режиме полного внутреннего отражения Приведены сравнительные результаты вычисления электрофоретической подвижности и дзета-потенциала на монодисперсных и полидисперсных суспензиях сферических частиц с известными размерами полученные с помощью разработанного метода и коммерческого прибора ZetaSizer Nano, а также значения электрофоретической подвижности и дзета-потенциала для биомолекулярных, магнитных жидкостей, фуллеренола и наночастиц меди и золота. Показана большая точность измеряемых параметров в сравнении с данными, получаемыми на коммерческом приборе ZetaSizer Nano.

The paper describes a modification of the method of electrophoretic light scattering to improve the accuracy of determining the electrophoretic mobility and zeta potential of particles in colloidal systems. The essence of the modification is to create an original scheme of the experimental setup operating in the heterodyne mode due to the use of a multimode fiber at the input of the recording part, an increase in the signal-to-noise ratio of the system, as well as the range of sizes, electrical conductivity and concentration of particles in solution available for research and the total internal reflection mode . A theory is presented for processing the scattering signal of polydisperse colloidal solutions of nanoparticles and calculating the electrophoretic mobility and zeta potential of colloidal systems, as well as a physical and mathematical model of light scattering by a spherical nanoparticle in the total internal reflection mode. Comparative results of calculating the electrophoretic mobility and zeta potential for monodisperse and polydisperse suspensions of spherical particles with known sizes obtained using the developed method and the commercial device ZetaSizer Nano, as well as the values ​​of electrophoretic mobility and zeta potential for biomolecular, magnetic liquids, fullerenol and copper and gold nanoparticles. The greater accuracy of the measured parameters is shown in comparison with the data obtained on the commercial device ZetaSizer Nano.